(57)【要約】【課題】液化ガスを充填するタンクが密閉系でも開放系でも適用でき、液化ガスの種類に対する制約がなく、構造が単純で安価で耐久性に優れた連続液面センサ。【解決手段】タンク１内の液化ガスの液面を計測する液面センサにおいて、一端が液化ガス中に挿入され、他の一端がタンク１外に配置された金属管２と、この金属管２の２箇所の温度差を検出する示差熱電対と、該示差熱電対が接続された温度測定器８と、この温度測定器８が出力する前記２箇所の温度差データから液化ガスの液面の深さを得るデータ処理部９を備える。【選択図】          図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
タンク内の液化ガスの液面を計測する液面センサにおいて、一端が液化ガス中に挿入され、他の一端がタンク外に配置された熱伝導体と、この熱伝導体の２箇所に配設された温度センサと、この２箇所の温度差から液化ガスの液面の深さを得る手段とを備えたことを特徴とする液面センサ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、タンク等の容器内部にある液化窒素、液化酸素、液化天然ガス等の液化ガスの液面の深さを高精度で検出することができる液面センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、種々方式の液化ガスの液面レベルセンサが提案されている。温度センサを利用した液面センサにおいては、液化ガスが充填されるタンクの所定深さに、熱電対や白金測温抵抗体などの温度センサが配設される。該温度センサにより計測される温度が、液化ガスの温度の場合は液化ガスの液面レベルは前記所定深さより上にあり、液化ガスの温度より高い場合は液化ガスの液面レベルは前記所定深さより下にある。
【０００３】
屈折率センサを利用した液面センサにおいては、液化ガスが充填されるタンクの所定深さに、光ファイバとプリズムなどで構成される屈折率センサが配設され、タンクの外で屈折率センサを通過した光が検出される。屈折率センサは液化ガスに浸漬していないとき光を通過させ、液化ガスに浸漬しているときその屈折率の違いにより光を通過させないように調整されている。したがって、該屈折率センサの通過光が検出されないときは液化ガスの液面レベルは前記所定深さより上にあり、該屈折率センサの通過光が検出されるときは液化ガスの液面レベルは前記所定深さより下にある。
【０００４】
液化ガスが充填されるタンクが密閉系の場合は、圧力センサを利用した液面センサが構成できる。該タンクの液面より上の圧力を計測し、その計測結果より連続した任意の液面のレベルを知ることがでる、すなわち連続液面センサが構成される。
【０００５】
液化ガス中に挿入した超伝導線材に臨界電流より小さい電流を流したときの電圧値を測定することにより液化ガスの液面を計測する連続液面センサが構成される。液化ガスが液化窒素、液化酸素または液化天然ガスであるときは、超伝導線材として酸化物超伝導体を用いる。前記酸化物超伝導体は、Ｔｉ系酸化物超伝導体、Ｈｇ系酸化物超伝導体、Ａｇ合金シースされたＢｉ系酸化物超伝導体あるいは熱伝導率の低い金属上にＢｉ系酸化物超伝導体を被覆してなるもので構成される。（例えば特許文献１参照）
【特許文献１】特開２００２−２０２１７５号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の温度センサや屈折率センサによる液面レベルセンサで連続液面センサを構成するには、温度センサや屈折率センサを多数連続して配設する必要があり、実施が困難である。
また、タンク内の圧力を計測する場合は、連続液面センサを構成できるが、タンクが密閉系でなければならないという制約がある。
液化ガス中に挿入した超伝導線材に電流を流し、その電圧を測定することにより液化ガスの液面を計測する連続液面センサでは、液化ガスの種類に制約がある。
本考案は、タンクが密閉系でなければならないという制約のない、また液化ガスの種類に対する制約のない連続液面センサを構成することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
タンク内の液化ガスの液面を計測する液面センサにおいて、一端が液化ガス中に挿入され、他の一端がタンク外に配置された熱伝導体と、この熱伝導体の２箇所に配設された温度センサと、この２箇所の温度差から液化ガスの液面の深さを得る手段とを備える。
【考案の効果】
【０００８】
本考案の連続液面センサは、液化ガスを充填するタンクが密閉系でも開放系でも適用でき、液化ガスの種類に対する制約がない。また、熱伝導体と温度センサで構成され、構造が単純で安価であり、極低温にさらされるのは熱伝導体のみであり耐久性に優れる。
【考案を実施するための最良の形態】
【０００９】
熱伝導体は、中心が空洞の金属管で構成され、材質は熱伝導の良好な銅又は銀などである。金属管の外周は、断熱材で覆われ、該金属管の液化ガスから露出した部分での放熱と着霜を抑える。
【００１０】
熱伝導体のタンク外の一端には、放熱フィンが形成され、該放熱フィンはファンで室温の空気を吹き付けられ、室温に保持される。
【実施例】
【００１１】
以下、本考案の実施例を説明する。図１は本考案の構成を概略的に示す図である。図１において、１はタンクであり、液化窒素を充填するための容器として機能する。２は金属管であり、中心軸が空洞で、材質は銅又は銀などで構成され、熱伝導体として機能する。金属管２の一端には放熱フィンが形成され、タンク１の外部に配設される。該放熱フィンはファン４で室温の空気を吹き付けられ、室温に保持される。金属管２の他の一端は液化窒素に浸漬し、その浸漬部分は−１９６℃に保持される。３は断熱材であり、金属管２の液化窒素から露出した部分での放熱と着霜を抑える機能を有する。
【００１２】
クロメル線５の一端とコンスタンタン線６の一端が溶接され、コンスタンタン線６の他の一端とクロメル線７の一端が溶接されて示差熱電対が形成される。クロメル線５とコンスタンタン線６の溶接点は、金属管２中のＸ点に絶縁材を介して埋設され、コンスタンタン線６とクロメル線７の溶接点は、金属管２中のＹ点に絶縁材を介して埋設される。前記示差熱電対は温度測定器８に接続され、金属管２中のＸ点とＹ点の温度差が測定され、表示される。前記温度差は液化窒素の液面の深さに応じて変化する。温度測定器８で得られた前記温度差のデータはデータ処理部９に入力される。データ処理部９は、あらかじめ格納されている前記温度差と液化窒素の液面の深さとの関係から液化窒素の液面の深さを求め、これを表示する。
【００１３】
図１において、液化窒素の液面の深さが、説明を容易にするため、レベルＡとレベルＢの２つ記載されている。
図２は本考案の動作原理を示すグラフである。図２において、曲線Ａは液化窒素の液面の深さがレベルＡ（ｄ＝ｄＡ）にある時の金属管２内軸方向の温度分布を示し、曲線Ｂは液化窒素の液面の深さがレベルＢ（ｄ＝ｄＢ）にある時の金属管２内軸方向の温度分布を示す。
【００１４】
金属管２中のＸ点とＹ点の温度差は、液化窒素の液面の深さがレベルＡ（ｄ＝ｄＡ）にある時は曲線Ａと点線の交点より得られ、△ＴＡとなる。同様に、液面の深さがレベルＢ（ｄ＝ｄＢ）にある時は、前記温度差は曲線Ｂと点線の交点より得られ、△ＴＢとなる。このように、液化窒素の液面の深さに対応して前記温度差が決定する。
図３は液化窒素の液面の深さと温度差の関係を示すグラフである。図３において、ｄ−△Ｔ曲線は液化窒素の液面の深さと温度測定器８で測定された温度差の関係を示し、データ処理部９に格納される。
【００１５】
本考案は以上の構成であるから、図１の実施例に示す液面センサは、連続液面センサとして機能し、液化窒素を充填するタンク１が密閉系でも開放系でも適用でき、熱伝導体と温度センサで構成され構造が単純で安価であり、極低温にさらされるのは熱伝導体のみであり耐久性に優れる。
【００１６】
図１の実施例においては、タンク１に充填されている液化ガスは液化窒素であるが、液化窒素以外の液化ガスについても、その液化ガスの前記ｄ−△Ｔ曲線をデータ処理部９に格納することにより、本考案は適用可能であり装置は図示例に限定されない。
実施例においては、示差熱電対はクロメル線５と、コンスタンタン線６と、クロメル線７で構成されているが、コンスタンタン線６の代わりにアルメル線でもよい。あるいは、これらの金属線とは全く別の金属線で構成される示差熱電対でも本考案は適用可能である。
また、実施例においては、示差熱電対でＸ点とＹ点の温度差を検出しているが、別の温度センサ、例えば白金測温抵抗体をＸ点とＹ点に埋設し、それぞれの温度を測定し、その差からＸ点とＹ点の温度差を求めてもよい。このように装置は種々の構成とすることができ、本考案はこれら変形例を包含する。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
本考案は、タンク等の容器内部にある液化窒素、液化酸素、液化天然ガス等の液化ガスの液面の深さを高精度で検出することができる液面センサに関する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本考案の構成を概略的に示す図である。
【図２】本考案の動作原理を示すグラフである。
【図３】液化窒素の液面の深さと温度差の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００１９】
１  タンク
２  金属管
３  断熱材
４  ファン
５  クロメル線
６  コンスタンタン線
７  クロメル線
８  温度測定器
９  データ処理部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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